20. (本小题满分12分)

如图△BCD与△MCD都是边长为2的正三角形,平面MCD平面BCD,AB平面BCD,。

(1)    求点A到平面MBC的距离;

(2)    求平面ACM与平面BCD所成二面角的正弦值。

[解析]本题以图形拼折为载体主要考查了考查立体图形的空间感、点到直线的距离、二面角、空间向量、二面角平面角的判断有关知识,同时也考查了空间想象能力和推理能力

解法一:(1)取CD中点O,连OB,OM,则OB⊥CD,

OM⊥CD.又平面平面,则MO⊥平面,所以MO∥AB,A、B、O、M共面.延长AM、BO相交于E,则∠AEB就是AM与平面BCD所成的角.OB=MO=,MO∥AB,MO//面ABC,M、O到平面ABC的距离相等,作OHBC于H,连MH,则MHBC,求得:

OH=OCsin600=,MH=,利用体积相等得:。

(2)CE是平面与平面的交线.

由(1)知,O是BE的中点,则BCED是菱形.

作BF⊥EC于F,连AF,则AF⊥EC,∠AFB就是二面角A-EC-B的平面角,设为.

因为∠BCE=120°,所以∠BCF=60°.

,

,

所以,所求二面角的正弦值是.

[点评]传统方法在处理时要注意到辅助线的处理,一般采用射影、垂线、平行线等特殊位置的元素解决

解法二:取CD中点O,连OB,OM,则OB⊥CD,OM⊥CD,又平面平面,则MO⊥平面.

以O为原点,直线OC、BO、OM为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系如图.

OB=OM=,则各点坐标分别为O(0,0,0),C(1,0,0),M(0,0,),B(0,-,0),A(0,-,2),

(1)设是平面MBC的法向量,则,

,由得;由得;取,则距离

(2),.

设平面ACM的法向量为,由得.解得,,取.又平面BCD的法向量为,则

设所求二面角为,则.

[点评]向量方法作为沟通代数和几何的工具在考察中越来越常见,此类方法的要点在于建立恰当的坐标系,便于计算,位置关系明确,以计算代替分析,起到简化的作用,但计算必须慎之又慎

 0  273315  273323  273329  273333  273339  273341  273345  273351  273353  273359  273365  273369  273371  273375  273381  273383  273389  273393  273395  273399  273401  273405  273407  273409  273410  273411  273413  273414  273415  273417  273419  273423  273425  273429  273431  273435  273441  273443  273449  273453  273455  273459  273465  273471  273473  273479  273483  273485  273491  273495  273501  273509  447090 

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